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Sismo de Paruro (Cusco) del 27 de Setiembre, 2014 (5.1ML)

ASPECTOS SISMOLOGICOS

Por:

Hernando Tavera Cristhian Flores

Efraín Fernandez Patricia Guardia

Informe Técnico Nº 03-2014

Lima-Perú Setiembre, 2014

Sismo de Paruro (Cusco) del 27 de Setiembre, 2014.

Dirección de Sismología / Instituto Geofísico del Perú

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ÍNDICE

1.- INTRODUCCIÓN 2.- TECTÓNICA LOCAL

3.- SISMO DE PARURO 3.1.- Parámetros Hipocentrales 3.2.- Intensidades Sísmicas 3.3.- Orientación de la Fuente 3.4.- Análisis Espectral 4.- PRECURSORES Y RÉPLICAS 5.- DAÑOS Y EFECTOS SECUNDARIOS 6.- DISCUSIÓN 7.- CONCLUSIONES AGRADECIMIENTOS BIBLIOGRAFÍA



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1.- INTRODUCCION

En el borde occidental de Perú se desarrolla el proceso de subducción de la placa de

Nazca bajo la Sudamericana con una velocidad promedio del orden de 7-8 cm/año (DeMets et al,

1980; Norabuena et al, 1999), siendo el mismo responsable de la actual geodinámica y

geomorfología presente sobre todo el territorio peruano. En general, este proceso es la causa de

ocurrencia de sismos de diversa magnitud y focos ubicados a variadas profundidades, todos

asociados a la fricción de placas (oceánica y continental), deformación interna de la placa

oceánica por debajo de la cordillera y deformación cortical a niveles superficiales.

Dentro de este contexto (Figura 1), en el Perú la ocurrencia de sismos es continua en el

tiempo y cada año, se registra y se reporta un promedio de 150-170 sismos percibidos por la

población con intensidades mínimas de II-III (MM) y magnitudes ML4.5. Los sismos con

magnitud mayor (M≥7.0), son menos frecuentes y cuando tienen su origen en el proceso de

fricción de placas, producen importantes daños en áreas relativamente grandes, tal como sucedió

en la región Sur de Perú el 23 de Junio de 2001 (Mw=8.2) y en Pisco, el 15 de Agosto de 2007

(Mw=7.9). A niveles más profundos, estos sismos pocas veces producen daños en razón que la

energía emitida se atenúa rápidamente antes de llegar a la superficie; sin embargo, es frecuente

observar efectos secundarios como licuación de suelos y deslizamientos de piedras en zonas de

alta pendiente.

Los sismos con origen en los procesos de deformación de la corteza a niveles

superficiales son menos frecuentes, pero cuando ocurren, producen daños de consideración en

áreas relativamente pequeñas, por ejemplo los sismos del Alto Mayo (San Martín) del 30 de

Mayo de 1990 (6.0ML) y 5 de Abril de 1991 (6.5ML). En la región del Cusco, el último evento

importante ocurrió el 5 de abril de 1986 con una magnitud de 5.7 Mw y origen en la falla de

Qoricocha ubicado a aproximadamente 20 km de la ciudad del Cusco en donde se evaluaron

intensidades de VII (MM). El sismo produjo importantes daños en estructuras de adobe con la

muerte de 7 personas y el colapso de 30 viviendas; además de importantes procesos de

deslizamientos y hundimientos en suelos poco compactados.



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Figura 1.- Mapa Sísmico del Perú para el periodo 1960 y 2011. La magnitud de los sismos es diferenciado por el tamaño de los círculos y la profundidad de sus focos por el color de los mismos. Los círculos con

número inscrito en su interior indican la ubicación y año de ocurrencia de los grandes sismos.



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En la región sur del Perú, el día 27 de setiembre del 2014 ocurre un sismo de tipo cortical

con una magnitud moderada de 5.1 ML (5.0 Mw) y con epicentro ubicado a 4 km al oeste de la

localidad de Paruro (Cusco). El sismo ocurrió a una profundidad de 6 km (foco superficial) y en

general, presento un área de percepción con radio del orden de 70 km (Imax=II), siendo mayor su

intensidad (Imax=VII) en la localidad de Misca (Paruro - Cusco). En este informe se presenta y se

describe los parámetros hipocentrales del sismo, intensidades evaluadas, orientación de la

fuente, eventos precursores y réplicas, así como su interpretación sismotectónica.



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3.- TECTÓNICA LOCAL

La deformación cortical, presente en el interior del territorio peruano, tiene su origen en el

proceso de subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana, dando como resultados la

presencia de un gran número de sistemas de fallas activas en los bordes y sobre la Cordillera de

los Andes. Los sistemas mayores, por ejemplo, se ubican en el borde Oeste de la Cordillera

Blanca (departamento de Ancash) con trazas de variada longitud pero que en conjunto se

extienden sobre 200 km (Sebrier et al, 1982; Bonnot y Sebrier, 1985). Del mismo modo, en la

región del Cusco se encuentra otro de los sistemas más importantes conformada por las fallas de

Zurite, Qoricocha, Chimcheros, Tamboray, Tambomachay, Pachatusan, Urcos, Ccata, Paruro,

entre otras (Figura 2).

Figura 2: Principales sistemas de fallas presentes en la región del Cusco (Cabrera, 1988)

Según Cabrera (1988), las fallas presentes en la región del Cusco (sistema de fallas del

Cusco) son parte de un gran sistema de más de 250 km de longitud con una orientación de EO

dentro de la Deflexión de Abancay, para luego continuar en dirección NO a SE hasta la frontera

con el departamento de Puno. Estudios detallados utilizando imágenes satelitales y trabajos de

campo, han permitido a Cabrera (1988) identificar las trazas de estas fallas, así como proponer

sus geometrías y estimar el tamaño de los posibles sismos que pudieron darles origen en el



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pasado. Trabajos recientes realizados por Carlotto et al (2011) y Benavente et al (2013), han

permitido disponer de mayor información sobre la presencia de nuevas trazas de fallas

secundarias, así como definir con mayor precisión la geometría de todo el sistema de fallas

presente en la región del Cusco.

La historia sísmica de la región del Cusco indica la ocurrencia de sismos destructores,

pero debido a la falta de información detallada no es posible asociarlos con la posible

reactivación de alguna traza de falla en superficie (Silgado, 1978). En la región, el sismo más

reciente se produjo el 5 de Abril de 1986 con magnitud de 5.7 Mw, foco superficial e intensidades

del orden de VII en un área pequeña que considera a la ciudad del Cusco por su cercanía a la

zona epicentral. Estudios de campo sugieren la reactivación del sistema de fallas de Qoricocha

con levantamientos del orden de 0.5 metros y la presencia de importantes evidencias visibles en

superficie, como la formación de fisuras en suelos poco compactados. Posterior a este sismo y

en otras áreas de la región, ocurrieron sismos de magnitud menor que no mostraron

desplazamientos sobre las trazas de falla, pero si importantes daños en algunas localidades

como Andahuaylillas y Lucre. En general, el origen de los grandes sismos en la región del Cusco

no es bien conocido debido a que no se han realizado estudios detallados sobre la dinámica del

gran número de fallas presentes en la región.



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3.- SISMO DE PARURO

3.1.- Parámetros hipocentrales

Los parámetros hipocentrales del sismo del 27 septiembre del 2014, mejor conocido

como “Sismo de Paruro”, fueron obtenidos utilizando información de algunas estaciones de la

Red Sísmica Nacional y la proveniente de la red sísmica que funciona cerca del volcán

Sabancaya como parte de los proyectos que lidera el Dr. O. Macedo. Los parámetros

hipocentrales del sismo de Paruro son (Figura 3):

Tiempo Origen: 02h 35min del día 28 de setiembre, 2014 (Hora Universal)

21h 35min del día 27 de setiembre, 2014 (Hora Local)

Latitud Sur: -13.784°

Longitud Oeste: -71.877°

Profundidad: 6 km

Magnitud: 5.1 ML

Epicentro: A 4 km al oeste de la localidad de Paruro (Cusco)

Intensidad Máxima: VII en la escala MM en la localidad de Misca (Paruro)

Momento Sísmico: 5.2E+23 dina-cm

Magnitud Momento: 5.0 Mw

En la Figura 3, se presenta el epicentro del sismo y la distribución de la actividad sísmica

de la región correspondiente al periodo 1960 - 2011. Obsérvese que en la zona epicentral se

tiene la ocurrencia de un menor número de sismos con origen en la deformación superficial

(círculos rojos, presencia de fallas geológicas) y mayor número de sismos debidos a la

deformación interna de la placa oceánica por debajo del continente (círculos verdes).



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Figura 3: Distribución espacial de la actividad sísmica presente en la región del Cusco entre los años 2011 y 2013. La estrella indica el epicentro del sismo de Paruro.

3.2.- Intensidades Sísmicas

Después de haberse producido el sismo de Paruro (Cusco), se procedió a realizar la

evaluación del radio de percepción y niveles de sacudimiento del suelo a fin de conocer de

manera indirecta los efectos y daños causados en la zona epicentral y región del Cusco. Las

evaluaciones fueron realizadas por el personal del Servicio Sismológico Nacional de la Dirección

de Sismología (IGP) mediante encuestas vía línea telefónica a dos o tres personas de las

localidades mayores de la región. La información obtenida fue interpretada utilizando la escala de

Mercalli Modificada (Figura 4) y de ella, la descripción más resaltante se detalla a continuación:

Localidad de Misca: Movimiento sentido muy fuerte por todos. Las personas salieron

apresuradas a las calles (pánico total). Se reportó daños en 60 viviendas de adobe y el colapso

de otras 45 que produjeron la muerte de 8 personas. Asimismo, se evidencio la ocurrencia de

derrumbes de rocas en el tramo de la carretera Cochapampa a Misca. Del mismo modo, se

produjo el corte del fluido eléctrico. En esta localidad la intensidad evaluada fue de VII en la

escala de Mercalli Modificada.



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Localidades de Cusibamba, Tory y Moyoc: Sentido fuerte por todos, muchas personas

salieron de sus casas. El movimiento del suelo afectó a 70 viviendas de adobe en Cusibamba, 7

en Moyoc y 3 en Toroy, quedando la mayoría con fisuras e inhabitables. Hubo caída de piedras

en carreteras y el corte del fluido eléctrico. En estas localidades la intensidad evaluada fue de VI

en la escala de Mercalli Modificada.

Figura 4: Mapa de intensidades sísmicas correspondientes al sismo de Paruro (5.1ML).



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Localidades de Rondocan, Paruro, Colcha y Ppirca: Sentido relativamente fuerte,

llegando las personas a salir a las calles. Se produjo la caída de tejados en algunas viviendas de

adobe, así como la presencia de fisuras en las paredes. Hubo desprendimiento de piedras en

carreteras. En estas localidades la intensidad evaluada fue de V en la escala de Mercalli

Modificada.

En las localidades de Paccaritambo y Ccochirihuay la intensidad fue de IV (MM), en

Yaurisque, Huanoquite y Misapapata de III-IV (MM), en Cusco y Omacha de III (MM) y en Calca,

Urubamba, Anta, Yanaoca y Huancari de II (MM). El sismo tuvo un radio de percepción de 70

km.

3.3.- Orientación de la Fuente

La orientación preliminar para la fuente del sismo de Paruro fue obtenido utilizando la

distribución espacial de la polaridades de la onda P leídas en los registros de la componente

vertical de las estaciones de la Red Sísmica Nacional a cargo del Instituto Geofísico del Perú. La

solución obtenida corresponde a un mecanismo de fractura de tipo normal con componente de

desgarre y planos nodales orientados en dirección ONO-ESE y ENE-OSO, con buzamientos de

57° en dirección SO y de 42° en dirección NNO (Figura 5).

Figura 5: Mecanismo focal obtenido para el sismo de Paruro utilizando la polaridad de la onda P correspondiente a registros de la Red Sísmica Nacional a cargo del IGP.



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3.4.- Análisis espectral

El momento sísmico (Mo) y la magnitud momento (Mw) para el sismo de Paruro fueron

obtenidos a partir de las características del espectro de amplitud del desplazamiento del suelo

registrado en la estación de Huancayo (HUA) ubicada a una distancia de 412 km desde el

epicentro. De acuerdo a la Figura 6, en los espectros de amplitud de la onda S correspondiente a

las componentes horizontales (NS y EO), la parte plana identificada con la letra “Ω”, permite

estimar el momento sísmico (Mo) y la magnitud momento (Mw) siguiendo la metodología

propuesta por Brune (1970) y Hanks y Kanamori (1979).

Para el sismo de Paruro se obtiene un momento símico de Mo= 5.2E+23 dina-cm,

equivalente a una magnitud momento de Mw= 5.0

Figura 6: Espectro de amplitud de la onda S para el sismo de Paruro obtenido utilizando información de la

estación Huancayo (HUA). El símbolo Ω corresponde a la parte plana del espectro.



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4.- PRECURSORES Y RÉPLICAS

El análisis del sismograma correspondiente a la estación sísmica del Cusco (CUS) ha

permitido identificar que el sismo de Paruro fue precedido por un evento precursor ocurrido

minutos antes y en las siguientes 3 horas, se habrían producido hasta 4 réplicas (Figura 7), dos

de ellas presentaron magnitudes del orden de 3.6 ML, además de ser percibidos por la población

de Misca con intensidades de III (MM), sin producir daños. Los parámetros hipocentrales de

estas dos réplicas son presentados en la Tabla 1.

Figura 7: Sismograma correspondiente a la estación CUS (Cusco) en la cual se observa el registro de un evento precursor y réplicas del sismo de Paruro (comparar amplitudes de la señal correspondiente a cada

evento).

Tabla 1: Parámetros hipocentrales para las réplicas del siso de Paruro

Fecha Hora Origen

Latitud Sur

Longitud Oeste

Prof. (km)

Magnitud (ML)

Intensidad (MM)

Réplica 1

28/09

03h

04min

13.809

71.897

6.2

3.6

II-III

Réplica 2

30/09

11h

39min

13.825

71.812

6.2

3.3



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5.- DAÑOS Y EFECTOS SECUNDARIOS

Los sismos que generen altos niveles de sacudimiento del suelo en zonas continentales,

producen gran variedad de efectos secundarios entorno a la zona epicentral. De estos efectos,

los más comunes son los deslizamientos de tierra y piedras en superficies con pendiente

(derrumbes), licuación de suelos y daños en viviendas cuyo grado va a depender del tipo de

suelo, calidad de los materiales y de su antigüedad.

Daños en Viviendas: En la zona epicentral, la localidad más afectada fue la de Misca,

produciéndose el colapso de 45 viviendas construidas con material de adobe, muchas de ellas

dañadas por el paso del tiempo y porque se encentran sobre suelo poco compacto, lo cual

amplifica a las ondas sísmicas (Figura 8).

Figura 8. Viviendas afectadas por el sismo de Paruro en la localidad de Misca. Obsérvese el tipo de material utilizado y la calidad de deterioro de las viviendas de adobe.

Otros tipos de daños corresponden a la caída de paredes de adobe, el colapso de techos

de paja y tejas, y fisuras en diversa geometría en un gran número de viviendas (Figura 9).



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Figura 9. Viviendas afectadas por el sismo de Paruro. Obsérvese el tipo de material utilizado en zonas andinas como la localidad de Misca.

5.2.- Presencia de Deslizamientos

Los principales escenarios de deslizamientos (derrumbes) de tierra y piedras se

presentaron en carreteras que une a las localidades de Cochapampa, Cusibamba, Toroy y Moyoc

con Misca y Paruro (Figura 10).

Figura 10: Principales deslizamientos de tierra y piedras en varios tramos de las carreteras de acceso a Misca y Paruro.



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6.- DISCUSIÓN

De acuerdo a los resultados obtenidos en este estudio, la ubicación del epicentro del

sismo de Paruro sugiere que este tuvo su origen en la reactivación de la Falla Paruro, lo cual

explicaría los altos niveles de sacudimiento del suelo en las localidades de Misca y Paruro,

ambas cercanas al epicentro del sismo. De acuerdo a la solución obtenida para el mecanismo

focal, el plano con orientación ONO-ESE y buzamiento en dirección SO con un ángulo de 57°

correspondería al plano de falla en razón que este se correlaciona con la traza de la falla Paruro

observada en campo y detallada por Carlotto et al (2011), Figura 11.

Figura 16. Mapa de afloramientos de rocas ígneas y principales trazas de fallas entorno a la localidad de Paruro. La estrella indica la ubicación del epicentro del sismo de Paruro y la esfera el mecanismo focal de

tipo normal.



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Según Benavente et al (2013), la falla de Paruro de tipo normal se encuentra ubicada a

34 km de la localidad del mismo nombre, se extiende con orientación N150°E y buzamiento de

65°-70° hacia el oeste a lo largo de 11 km, características similares a las propuestas con el

mecanismo focal obtenido en este estudio. Actualmente, la escarpa de falla sugiere la ocurrencia

de sismo en el pasado que acumularon saltos verticales de hasta 2 metros. Según estudios y

análisis microtectónico, la traza de la falla Paruro presenta rupturas superficiales de hasta 1

metro que describen el desarrollo de rupturas recientes del tipo normal con componente de

rumbo sinestral.

Figura 12. Vista panorámica de un segmento de la traza de la falla Paruro en donde se puede observar el desnivel generado en la superficie producto de la actividad tectónica.



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7.- CONCLUSIONES

Las principales conclusiones del presente informe técnico son:

1.- La región del Cusco alberga uno de los más importantes sistemas de fallas de tipo normal en

Sudamérica. Las diferentes trazas de estas fallas, en su mayoría, se encuentran cerca de

ciudades como el Cusco (falla de Tambomachay), Zurite y Anta (falla Zurite). Pisac (falla Pisac),

Oropesa y Urcos (Fallas Pachatusan y Urcos), Ccata (falla Ccatac), Paruro (falla Paruro), entre

otras.

2.- De acuerdo a las escarpas identificadas, en cada una de las trazas de falla, se acepta que

ellas fueron generadas por importantes sismos ocurridos en el pasado. El ultimo sismo que afectó

la región del cusco fue el ocurrido en el año 1986, con magnitud de 5.7 Mw que produjo daños en

viviendas en la ciudad del Cusco. Este sismo tuvo su origen en la falla Qoricocha.

3.- El sismo ocurrido el 27 de setiembre de 2014 (hora local), presento una magnitud de 5.1 ML y

produjo en la localidad de Misca intensidades del orden de VII (MM) produciendo la muerte de 8

personas debido al colapso de aproximadamente 45 viviendas, todas construidas con material de

adobe. El sismo tuvo un radio de percepción de 70 km.

4.- El mecanismo focal sugiere un proceso de ruptura de tipo extensional asociado a la falla de

Paruro con el plano de falla con orientación y ángulo de buzamiento similar al propuesto para

dicha falla por Carlotto et al. (2011) y Benavente et al. (2013).

5.- El análisis espectral de ondas S, sugiere que el sismo de Paruro presentó un momento

sísmico de 5.2E+23 dina-cm equivalente a una magnitud momento de 5.0 Mw

6.- Los daños en viviendas de Misca fueron debidos a la precariedad y el tipo de material utilizado

en sus construcciones, sumados a la poca compactación de los suelos.



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AGRADECIMIENTOS

Nuestro agradecimiento al Dr. O. Macedo por proporcionarnos datos de las estaciones de

la red sísmica temporal del proyecto Volcanes. Al Ing. David Portugal y al personal de Redes

Geofísicas por el esfuerzo y responsabilidad para mantener operativa la Red Sísmica Nacional.



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BIBLIOGRAFÍA

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